CN209781599U - 圆锥滚子丝杠副及密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆锥滚子丝杠副及密封结构，密封结构，用于圆锥滚子丝杠副的密封，圆锥滚子丝杠副的螺母端部或螺母总成端部具有连接头；提供与连接头一一对应并相应固定连接的密封总成，该密封总成的内表面具有密封螺纹，该密封螺纹与圆锥滚子丝杠副的丝杠紧密旋合形成接触式密封滑动副；其中，螺母总成是指两个螺母配对使用所形成的总成。依据本实用新型的可靠性比较高。

Description

圆锥滚子丝杠副及密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种圆锥滚子丝杠副，本实用新型还涉及一种适配于圆锥滚子丝杠副的密封结构。

背景技术

公知的滚珠丝杠副（GB/T17587.3-1998）由螺杆（又称丝杠）、螺母（又称丝母）、滚动体、预压片、反向器和防尘器组成，其中的滚动体即滚珠，此即滚珠丝杠名称的由来。滚珠丝杠副的基本原理是在丝杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，两者配合形成螺旋滚道，在滚道内装满滚珠。

丝杠作为主动构件时，螺母会随丝杠的转动角度按照对应规格的螺距转化成直线运动，被动构件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现被动构件的直线运动。位于滚道内的滚珠用于螺母与丝杠间的载荷传递。相比于传统的梯形丝杠（即丝杠丝母滑动副），滚珠丝杠副基于滚动摩擦而具有摩擦力小、传动效率高的特点，因此滚动丝杠副在机床等领域中得到广泛应用。然而，由于滚珠丝杠副中的滚珠与滚道之间是点接触，接触面积小，接触应力较大，而不能传递较大的载荷。

为了增大丝杠副的许用载荷，中国专利文献CN108561523A公开了一种圆锥滚子丝杠副，其以圆锥滚子作为介于丝杠轴（即丝杠）与丝杠螺母（即螺母）之间的滚动体。在中国专利文献CN108561523A中，在丝杠轴的外圆柱面和丝杠螺母的内圆柱面上均有螺纹，丝杠轴的螺纹和丝杠螺母的螺纹在轴向上以交叉方式配置，即丝杠轴的螺纹位于丝杠螺母螺纹的齿槽间，丝杠螺母的螺纹位于丝杠轴螺纹的齿槽间，多个圆锥滚子位于丝杠轴螺纹和螺母螺纹两侧的螺旋通道内，其中任意一个滚道可作为圆锥滚子的负荷行进滚道，另一个滚道同时作为圆锥滚子的无负荷返回滚道，因为圆锥滚子与螺旋滚道面之间是线接触，接触面积较滚珠丝杠的点接触面积大，所以能够增大许用载荷。

尽管中国专利文献CN108561523A提出了一种新型的丝母丝杠副，从而增加丝母丝杠副的许用载荷，但其并没有解决圆锥滚子丝杠的密封问题，圆锥滚子丝杠副内的润滑油或润滑脂泄露的问题若无法解决，其使用的可靠性则无法保证。此外，丝母丝杠副属于精密运动副，需要有效避免外部的灰尘等异物进入圆锥滚子丝杠副内部。

与已知的滚珠丝杠副结构不同，圆锥滚子丝杠副的丝杠螺纹侧面在丝杠轴向截面内的轮廓线相对于丝杠中心线具有更大的垂直度，螺纹的齿槽在轴向上可容纳一个螺母螺纹的齿宽以及两个圆锥滚子，并且在丝杠螺纹侧面的外缘具有凸出的挡边，所以已知的滚珠丝杠密封件及密封构造不能用于圆锥滚子丝杠副的密封。

实用新型内容

针对中国专利文献CN108561523A没有对圆锥滚子丝杠副提供可靠密封结构的问题，本实用新型提供一种相对可靠地圆锥滚子丝杠副的密封结构，本实用新型还提供了一种配备该密封结构的圆锥滚子丝杠副。

依据本实用新型的实施例，提供一种密封结构，用于圆锥滚子丝杠副的密封，圆锥滚子丝杠副的螺母端部或螺母总成端部具有连接头；

提供与连接头一一对应并相应固定连接的密封总成，该密封总成的内表面具有密封螺纹，该密封螺纹与圆锥滚子丝杠副的丝杠紧密旋合形成接触式密封滑动副；

其中，螺母总成是指两个螺母配对使用所形成的总成。

上述密封结构，可选地，所述密封总成为一体结构；或

密封总成包括：

密封座，该密封座为管套件，用于密封总成与螺母的连接；

螺旋密封圈，该螺旋密封圈为嵌入密封座管内的密封套，该密封套的内表面提供所述密封螺纹，该密封螺纹的螺纹槽的形状与丝杠螺旋齿的形状相同。

可选地，螺旋密封圈与密封座间为过盈配合。

可选地，密封座与螺旋密封圈间还具有：

密封座开有径向的紧定螺钉孔，以用于密封座与螺旋密封圈间的锁固；或：

密封座在背离螺母的一端设有挡圈，以用于螺旋密封圈在密封座轴向的限位。

可选地，所述挡圈为弹簧挡圈；或：

挡圈构造为螺旋密封挡圈，该螺旋密封挡圈一端与密封座背离螺母的一端连接。

可选地，螺旋密封挡圈具有与丝杠螺旋齿形状相同的螺旋槽，该螺旋槽与丝杠螺旋齿旋合并留有配合间隙，以用于形成非接触式的密封结构。

可选地，螺旋密封挡圈与密封座间的连接结构为：

螺旋密封挡圈具有装配部和定位部，其中，装配部为具有内螺纹的端盖，且装配部上开有至少两个弧形装配孔；

定位部为自装配部向密封座所在侧延伸出的套状体，套状体探入密封座，用于螺旋密封圈的轴向定位；

相应地，密封座的端部开有螺钉孔，提供螺钉，通过弧形装配孔将螺旋密封挡圈装配在密封座上。

可选地，定位部外径小于密封座内径，以用于形成螺旋密封挡圈的径向调整间隙；

相应地，弧形装配孔为光孔，且弧形孔的宽度大于用于装配部装配的螺钉的大径。

可选地，螺旋密封圈的外表面具有外螺纹；

相应地，密封座的内表面具有与所述外螺纹配合的内螺纹。

可选地，密封总成与螺母连接头连接的一端为台阶孔；

相应地，连接头具有台阶台肩，该台阶台肩与台阶孔间构成轴孔配合；

其中，密封总成在台阶孔处开有紧定螺钉孔；

提供与旋入紧定螺钉孔的紧定螺钉，用于密封总成与螺母连接头间的锁固。

可选地，台阶台肩与台阶孔的配合面至少设有一道密封圈。

依据本实用新型的实施例，还提供了一种具有前述密封结构的圆锥滚子丝杠副。

依据本实用新型的实施例建立在载荷主要通过螺母-圆锥滚子-丝杠进行传递，附加的密封总成所承载载荷比较小，密封总成与丝杠之间的正压力比较小，即便是含有滑动副，也不会产生太大的摩擦力。在螺母两端或螺母总成的两端，通过密封总成所具有的螺旋密封圈与丝杠配合形成的滑动副，提供相对可靠的接触式密封，可以降低润滑剂的泄漏量，同时减少细小灰尘进入到圆锥滚子丝杠副内部。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例中圆锥滚子丝杠副的轴向剖面示意图。

图2为本实用新型第一、第二、第三和第四实施例中丝杠的轴向剖面示意图。

图3为本实用新型第一、第二、第三和第四实施例中螺旋密封圈的轴向剖面示意图。

图4为本实用新型第一、第二、第三和第四实施例中螺旋密封圈的外形结构示意图。

图5为本实用新型第一和第二实施例中螺旋密封挡圈的轴向剖面示意图。

图6为本实用新型第一和第二实施例中螺旋密封挡圈的外形结构示意图。

图7为本实用新型第一和第二实施例中螺旋密封圈、螺旋密封挡圈和丝杠之间位置关系的轴向剖面示意图。

图8、图9为本实用新型第一和第二实施例中螺旋密封挡圈和丝杠之间的配合间隙示意图。

图10为本实用新型第一实施例中密封座的轴向剖面示意图。

图11为本实用新型第一实施例中密封座的外形结构示意图。

图12为本实用新型第一实施例中密封座、螺旋密封圈和螺旋密封挡圈的轴向剖面示意图。

图13为本实用新型第一、第二、第三和第四实施例中丝杠、密封座和螺旋密封圈的径向截面示意图。

图14为本实用新型第一和第三实施例中螺母的安装密封总成端与反向器的配合示意图。

图15、图16为本实用新型第一和第三实施例中螺母的安装密封总成端的结构示意图。

图17、图18、图19为本实用新型第一和第三实施例中圆锥滚子反向器的结构示意图。

图20为本实用新型第一和第三实施例中圆锥滚子反向器底部与螺母之间密封垫的结构示意图。

图21为本实用新型第一和第三实施例中螺母、圆锥滚子反向器和圆锥滚子的配合示意图。

图22为本实用新型第一实施例中密封总成与螺母的配合示意图。

图23为本实用新型第二实施例中圆锥滚子丝杠副的轴向剖面示意图。

图24为本实用新型第二实施例中密封座的轴向剖面示意图。

图25为本实用新型第二实施例中密封座的外形结构示意图。

图26为本实用新型第二实施例中密封座、螺旋密封圈和螺旋密封挡圈配合的轴向剖面示意图。

图27、图28为本实用新型第二和第四实施例中螺母的安装密封总成端的结构示意图。

图29、图30、图31为本实用新型第二和第四实施例中圆锥滚子反向器的结构示意图。

图32为本实用新型第二和第四实施例中圆锥滚子反向器底部与螺母之间密封垫的结构示意图。

图33为本实用新型第二和第四实施例中螺母、圆锥滚子反向器和圆锥滚子的配合示意图。

图34为本实用新型第二实施例中密封总成与螺母的配合示意图。

图35为本实用新型第三实施例中圆锥滚子丝杠副的轴向剖面示意图。

图36为本实用新型第四实施例中圆锥滚子丝杠副的轴向剖面示意图。

图中，1.丝杠；1a、1b.第一侧面；1c.第一顶面；1d.第一底面；1e、1f.第一挡边；2.螺母；2a.第一作用面；2b.楔形面；21.第一螺钉孔；22.第一O形密封槽；23.第一缺口；24、25.第二螺钉孔；26.第一密封槽；27.第一注油（或脂）孔；3.圆锥滚子；4.反向器；4a.反向引导作用面；4b.定位面；41.第二O形密封槽；42、43.第三螺钉孔；44.第二密封槽；5.密封座；5a.第二作用面；5b.第三作用面；51.密封座内螺纹；52.第三O形密封槽；53.第二缺口；54.第四螺钉孔；55.第五螺钉孔；56.第三缺口；6.螺旋密封圈；61.第一螺旋槽；6a、6b.第二侧面；6c.第二底面；6d.螺旋密封槽中心孔壁；62、63.第二螺旋槽；64.第三螺旋槽；7.挡圈；7a、7b.第三侧面；7c.第三底面；7d.第四作用面；71.第四螺旋槽；72、73.第五螺旋槽；74.弧形孔；8.O形密封圈；9、10.紧定螺钉；11.密封垫；Δ₁、Δ₂.径向间隙；Δ₃、Δ₄.轴向间隙。

具体实施方式

本实用新型是对中国专利文献CN108561523A所公开圆锥滚子丝杠的进一步改进，中国专利文献CN108561523A的全部内容援引至此。

可以理解的是，对于丝母丝杠机构，需要密封的部分是丝母（即螺母2）与丝杠1配合所形成的丝母丝杠副。

第一实施例：

以下，参照附图1～22说明本实用新型的圆锥滚子丝杠副及其密封结构的一实施例。

首先，关于圆锥滚子丝杠副的基本结构，该基本结构在中国专利文献CN108561523A有比较详细的描述，相对于本实用新型，除了所使用密封结构不一样之外，其余部分只是术语名称上的差异，基础结构完全相同。

如图1、2所示，常规丝杠与图1和2中所示的丝杠1都采用基础的外螺纹结构，区别在于外螺纹的牙型不同，常规丝杠的牙型深度相对较小，用于部分的容置滚珠，而对于图1和图2中所示的丝杠1，其牙型应有足够的深度，能够完全容置圆锥滚子3。

此外，常规丝杠的滚道不仅浅而且比较简单，其深度小于滚珠的半径，滚道的横断面为弧形。图1中所示的位于丝杠1侧的滚道不能独立承载圆锥滚子3，需要与螺母2上的螺牙配合确定出滚道。

具体地，在丝杠1侧设有外螺纹，螺母2侧则设有内螺纹，内外螺纹的牙型配合，在图1中可以清楚地看出，螺母2侧螺牙大部位于丝杠1侧相邻螺牙之间，并居中设置，螺母2侧螺牙与丝杠1侧相邻两螺牙间确定出圆锥滚子3的滚道，滚道整体上是一个楔形结构，相适应的圆锥滚子3适配楔形结构。

相应地，滚道为螺旋形，在螺母2的内螺纹的端部设有反向器4，用于两个滚道间的连通，圆锥滚子3在滚动过程中在两个滚道内流转。

反向器4上的反向引导作用面4a位于螺母2内侧并且面向螺母2内螺纹的端部，从而使圆锥滚子3能够从螺母2内螺纹的任意一侧滚道反向进入螺母2内螺纹的另一侧滚道。

由于具有区别于常规丝杠的结构，在圆锥滚子丝杠副上相对难以适配密封结构，尤其是在圆锥滚子丝杠副被提出后不久。在图1所示的结构中，于螺母2的至少一端适配有一密封结构。加以适应的，在螺母2的至少一端设有连接头，适配每一连接头，提供一个密封总成，密封总成可以是单体结构，也可以是多个部件所形成的总成结构。

图1所示结构只配有一个螺母2，关于丝母丝杠机构，在一些应用中会存在双螺母，双螺母装配到一起，需要密封的是双螺母装配所形成螺母总成的两端。相应地，在螺母总成的两端设置连接头，其余同单螺母2结构。

在图1所示的结构中，密封总成是多件结构组合件，密封总成在图中包括密封座5、螺旋密封圈6、螺旋密封挡圈7和O形密封圈8。

其中，螺旋密封圈6和密封座5均为管套结构，而密封总成相当于续接螺母2，尽管从整体上相当于增加了螺母2的总长度，不过密封可靠性会更好，从而具备更加良好的工况而具有更长的使用寿命。

相应地，用于续接螺母2的密封总成与丝杠1间也形成螺纹副，相对于圆锥滚子丝杠副，密封总成与丝杠1间所形成的螺纹副为滑动摩擦。如前所述，由于螺母2为主承载部分，密封总成与丝杠1间的正压力比较小，所产生的摩擦力也比较小，在形成为滑动摩擦副的条件下，对圆锥滚子丝杠副的效率影响较小。

关于密封总成用于形成摩擦副的部分，应具有较好的密封性能，同时能够满足动密封的要求，由于丝母丝杠机构中的密封属于普通密封，而不属于高温密封（工作温度高于120℃）或者有压密封，技术要求相对比较低，因此，基于动密封的材质均可使用。

对于形成摩擦副的第一部分和与螺母2连接的第二部分间是分体结构时，第二部分可以是刚性部件，例如金属材质的部件，第一部分采用柔性耐磨密封件，如毛毡圈、骨架油封、树脂或尼龙密封件等，这些动密封件适于接触式的滑动密封结构。

第二部分与螺母2间为固定连接，所形成密封结构属于静密封，密封能力容易保证。

在图1所示的结构中，进一步在第二部分，即密封座5，其与螺母2连接的结合面之间设有O型密封圈7，以提高静密封的密封能力。

O型密封圈7可采用橡胶或树脂类材料O型密封圈。

如图2所示，在丝杠1的第一侧面1a、1b的外缘具有第一挡边1e和1f，第一挡边1e和1f均与圆锥滚子3的大端面接触，以阻挡圆锥滚子3在载荷的径向分力和离心力作用下沿着丝杠1的螺旋滚道面滚动。

如图3所示，螺旋密封圈6为管套结构，套内形成螺旋槽，即图3中所示的第一螺旋槽61，第一螺旋槽61的形状和螺距与丝杠1螺旋齿的形状和螺距相同。

在第一螺旋槽61的两个第二侧面6a、6b的根部轴向延伸形成第二螺旋槽62、63，第二螺旋槽62、63的形状和螺距分别与丝杠1螺旋齿外缘的第一挡边1e、1f的形状和螺距相同。

如图4所示，在螺旋密封圈6的外圆周面上具有第三螺旋槽64，其螺距与第一螺旋槽61的螺距相同。

如图5、6所示，螺旋密封挡圈7在图中的结构为一个端盖结构，其具有中心孔，用于丝杠1穿过，端盖具有弧形孔74，用作螺旋密封挡圈7的装配孔，通过螺钉将其装配在密封座5的端部。

螺旋密封挡圈7具有端盖状的装配部，即开有装配孔（弧形孔74）的部分，以及图中具有第四作用面7d的部分，记为定位部，定位部探入到密封座5内，用于螺旋密封圈6的轴向定位。

定位部为管套结构，其外径小于密封座5的内径，据此可获得螺旋密封挡圈7的径向调整量。

螺旋密封挡圈7的中心孔内具有与丝杠螺旋齿形状相同的螺旋槽71，记为第四螺旋槽，在该螺旋槽的两个侧面7a、7b的根部具有容纳丝杠螺旋齿外缘挡边的螺旋槽72、73，记为第五螺旋槽。

如图7所示，螺旋密封圈6的内螺纹与丝杠1的外螺纹表面完全适配形成滑动副，具体是：螺旋密封圈6内螺纹的第一螺旋槽61的两个第二侧面6a、6b分别与丝杠1外螺纹的第一侧面1a、1b紧密接触，第一螺旋槽61的第二底面6c与丝杠1外螺纹的第一顶面1c紧密接触，第一螺旋槽61侧面根部的两个第二螺旋槽62、63分别与丝杠1外螺纹侧面边缘的第一挡边1e和1f紧密接触，螺旋密封圈6的中心孔壁6d（牙顶）与丝杠1外螺纹的第一底面1d（牙底）紧密接触。

如图8、9所示，螺旋密封挡圈的螺旋槽71与丝杠的螺旋齿旋合但不接触，螺旋密封挡圈的螺旋槽71的尺寸大于丝杠螺旋齿的尺寸，螺旋密封挡圈7与丝杠1的配合间隙具有径向间隙Δ₁、Δ₂和轴向间隙Δ₃、Δ₄，这两种间隙大小优选为0.2～0.3mm。径向间隙Δ₁、Δ₂的大小通过调节螺旋密封挡圈7相对于丝杠1轴心的径向偏心量进行调整，其最大值由第三作用面5b和第四作用面7d之间的间隙大小限定。轴向间隙Δ₃、Δ₄的大小通过调节螺旋密封挡圈7相对于螺母2绕丝杠1轴线的旋转角度进行调整，其值应大于丝母丝杠副的轴向游隙。

通过密封总成所具有的螺旋密封挡圈7在接触式密封件的轴向外侧与丝杠1配合形成非接触式密封结构，对附于丝杠1表面的较大硬质污染物具有刮除能力，但对细小灰尘起不了密封作用。在具有较大颗粒污染物的工况环境中，采用螺旋密封挡圈还可以允许适当减小接触式螺旋密封圈的轴向长度，从而降低密封滑动副的摩擦力矩。

弧形孔74会产生周向的调整量，在存在前述的轴向间隙Δ₃、Δ₄的条件下，通过弧形孔74能够调整轴向间隙的大小。在丝杠导程确定的前提下，轴向间隙Δ₃、Δ₄的最大调整量由弧形孔74的圆弧角度决定。

而对于径向间隙Δ₁、Δ₂，则基于螺钉与弧形孔74的配合，以及螺旋密封挡圈7与密封座5的配合确定。一般而言，弧形装配孔通常为光孔，且光孔孔径大于装配用螺钉大径，装配用螺钉与所适配的弧形装配孔间具有装配余量，同时，螺旋密封挡圈7的伸入密封座5内部分的外径小于密封座5的内径，即在第三作用面5b与第四作用面7d之间留有间隙，因此径向间隙Δ₁、Δ₂的大小可以调整。

图6所示的装配孔为弧形孔74，装配余量同样存在，即图中弧形孔74的宽度大于装配用螺钉的大径。基于机械设计标准和前述的径向间隙Δ₁、Δ₂的大小基本可以适配。如果容许的调整量较大，可以在机械设计标准的基础上加宽弧形孔74。

螺旋密封挡圈7的材料可选用QAL10-3-1.3铝青铜管材。

附图1和图23中，所配为螺旋密封挡圈7的装配结构，在一些实施例中，可以采用弹性挡圈取代螺旋密封挡圈7。

如图10、11所示，密封座5为骨架结构，是刚度相对较大的管套件，其内表面可以是光面也可以加工出螺纹，在图10和图11所示的结构中，密封座5具有内螺纹，该内螺纹的形状和螺距与螺旋密封圈6的外螺纹，即图4中的第三螺旋槽64的形状和螺距相同，两者通过螺纹形成基础连接。

进一步地，在密封座5的与螺母连接的一端具有第二作用面5a、第三O形密封槽52、第二缺口53以及沿周向分布的多个第四螺钉孔54，用于密封座5与螺母2的固定连接；在密封座5的背离螺母的一端具有至少三个沿周向分布的第五螺钉孔55，用于密封座5与螺旋密封挡圈7的固定连接。

关于密封座5，其管套内为光孔时，其与螺旋密封圈6之间可以采用过盈配合（又称过盈连接）。

为了提高装配的可靠性，在采用了过盈配合的条件下，在密封座5侧面开顶丝孔，使用顶丝进行进一步的固定。

此外，如前所述，密封总成可以采用一体结构，例如整体上采用尼龙套或者树脂套，尼龙套或者树脂套套内开内螺纹，以适配地与丝杠1间形成滑动副。

如图12所示，螺旋密封圈6的第三螺旋槽64与密封座5的螺旋齿51相贴合，在一些实施例中可以采用胶黏结等方式固定联接；在螺旋密封圈6的远离螺母2的一端具有螺旋密封挡圈7，以用于螺旋密封圈6在该端的限位，相应地，螺旋密封圈6的端面与螺旋密封挡圈7相接触。

如图13所示，在有效密封范围内，螺旋密封圈6的内螺纹与丝杠1的外螺纹完全贴合，并且螺旋密封圈6的外螺纹与密封座5的内螺纹完全贴合，从而可以防止圆锥滚子丝杠副内部的润滑剂从密封座5与丝杠1之间泄漏，同时可以防止外部的灰尘等异物从密封座5与丝杠1之间进入圆锥滚子丝杠副内部。螺旋密封圈6在丝杠1轴向上的有效密封长度根据圆锥滚子丝杠的使用要求确定，当要求圆锥滚子丝杠具备较低的摩擦力矩时，可适当减小螺旋密封圈6的有效密封长度，但最小不宜小于其螺纹导程的0.2倍，当要求提高圆锥丝杠的密封效果时，可适当增大螺旋密封圈6的有效密封长度，但最大不宜大于其螺纹导程的2.0倍。

如图15、16所示，在螺母2的端部具有：1）固定密封座5的第一作用面2a，在第一作用面2a上具有第一O形密封槽22和沿圆周分布的多个第一螺钉孔21；2）固定反向器4的第一缺口23和第二螺钉孔24、25。第一作用面2a与密封座的第二作用面5a相配合；第一O形密封槽22与密封座5上的第三O形密封槽52相配合，用于容纳O形密封圈8；第一缺口23的侧面为楔形面2b，用于实现反向器4在螺母2上的轴向定位；在第一缺口23的底部具有第一密封槽26，用于放置反向器4与螺母2之间的密封垫11；在螺母2的法兰上加工有第一注油（或脂）孔27。

如图17、18、19、21所示，在反向器4的内侧具有引导圆锥滚子3反向的反向引导作用面4a；在反向器4的一侧具有定位面4b，定位面4b与螺母2上的楔形面2b相配合，以实现反向器4的轴向定位；在反向器4端部的外圆柱面上具有第二O形密封槽41，用于放置O形密封圈8，以实现反向器4与密封座5之间的密封；在反向器4的底部具有第二密封槽44，用于放置密封垫11，以实现反向器4与螺母2之间的密封；在反向器4上具有两个第三螺钉孔42、43，用于将反向器4固定在螺母2上。

如图20所示，密封垫11与第二密封槽44、第一密封槽26的形状及尺寸相匹配。

如图22所示，螺旋密封挡圈7通过多个沿圆周方向分布的紧定螺钉9固定在密封座5的端部，密封座5通过多个沿圆周方向分布的紧定螺钉10固定在螺母2的端部，为了避免反向器4与密封座5产生干涉，将反向器4的凸出部分置于密封座5的端部第二缺口53内。

第二实施例：

以下，参照附图2～9和附图23～34说明本实用新型的圆锥滚子丝杠副及其密封结构的第二实施例。

如图23、33所示，在丝杠1的外圆柱面以及螺母2的内圆柱面上均有螺纹，相应形成外螺纹、内螺纹，并且丝杠1和螺母2的螺纹在轴向上以交叉方式配置，即螺母2上的螺纹部分的介入到丝杠1相邻螺牙间，用于确定出滚道。

进而，多个圆锥滚子3位于丝杠1与螺母2所确定出的滚道内，受滚道约束，并沿滚道流转；在螺母2螺纹的两端分别具有反向器4，反向器4上的反向引导作用面4a位于螺母2内侧并且面向螺母2螺纹的端部，从而使圆锥滚子3能够从螺母2螺纹的任意一侧滚道反向进入螺母2螺牙的另一侧滚道；在螺母2的至少一端具有密封装置，及密封总成，所述密封装置包括螺旋密封圈6、密封座5、O形密封圈8和螺旋密封挡圈7；螺旋密封圈6和密封座5均为管套结构，且丝杠1从螺母2、螺旋密封圈6和密封座5的套内穿过，形成螺纹副；密封座5与螺母2固定联接；螺旋密封圈6固定在密封座5的套内，并且与丝杠1的螺纹及螺纹牙槽表面紧密接触；在螺母2与密封座5的配合面之间具有O形密封圈8。

如图2所示，在丝杠1的第一侧面1a、1b的外缘具有第一挡边1e和1f，第一挡边1e和1f均与圆锥滚子3的大端面接触，以阻挡圆锥滚子3在载荷的径向分力和离心力作用下沿着丝杠1的螺旋滚道面向外滑移。

如图3、4所示，在螺旋密封圈6的中心孔内具有第一螺旋槽61，第一螺旋槽61的形状和螺距分别与丝杠1螺旋齿的形状和螺距相同；在第一螺旋槽61的两个第二侧面6a、6b的根部具有第二螺旋槽62、63，第二螺旋槽62、63的形状和螺距分别与丝杠1螺旋齿外缘第一挡边1e、1f的形状和螺距相同；在螺旋密封圈6的外圆周面上具有第三螺旋槽64，其螺距与第一螺旋槽61的螺距相同；螺旋密封圈6可由毛毡、橡胶和树脂等柔性材料制成。

如图5、6所示，螺旋密封挡圈7在图中的结构为一个端盖结构，其具有中心孔，用于丝杠1穿过，端盖具有弧形孔74，用作螺旋密封挡圈7的装配孔，通过螺钉将其装配在密封座5的端部。

螺旋密封挡圈7具有端盖状的装配部，即开有装配孔（弧形孔74）的部分，以及图中具有第四作用面7d的部分，记为定位部，定位部探入到密封座5内，用于螺旋密封圈6的轴向定位。

定位部为管套结构，其外径小于密封座5的内径，据此可获得螺旋密封挡圈7的径向调整量。

螺旋密封挡圈7的中心孔内具有与丝杠螺旋齿形状相同的螺旋槽71，记为第四螺旋槽，在该螺旋槽的两个侧面7a、7b的根部具有容纳丝杠螺旋齿外缘挡边的螺旋槽72、73，记为第五螺旋槽。

如图7所示，螺旋密封圈6的内螺纹与丝杠1的外螺纹表面完全适配形成滑动副，具体是：螺旋密封圈6内螺纹的第一螺旋槽61的两个第二侧面6a、6b分别与丝杠1外螺纹的第一侧面1a、1b紧密接触，第一螺旋槽61的第二底面6c与丝杠1外螺纹的第一顶面1c紧密接触，第一螺旋槽61侧面根部的两个第二螺旋槽62、63分别与丝杠1外螺纹侧面边缘的第一挡边1e和1f紧密接触，螺旋密封圈6的中心孔壁6d（牙顶）与丝杠1外螺纹的第一底面1d（牙底）紧密接触。

如图8、9所示，螺旋密封挡圈的螺旋槽71与丝杠的螺旋齿旋合但不接触，螺旋密封挡圈的螺旋槽71的尺寸大于丝杠螺旋齿的尺寸，螺旋密封挡圈7与丝杠1的配合间隙具有径向间隙Δ₁、Δ₂和轴向间隙Δ₃、Δ₄，这两种间隙的大小优选为0.2～0.3mm。径向间隙Δ₁、Δ₂大小通过调节螺旋密封挡圈7相对于丝杠1轴心的径向偏心量进行调整，其最大值由第三作用面5b和第四作用面7d之间的间隙大小限定。轴向间隙Δ₃、Δ₄的大小通过调节螺旋密封挡圈7相对于螺母2绕丝杠1轴线的旋转角度进行调整，其值应大于丝母丝杠副的轴向游隙。

通过密封总成所具有的螺旋密封挡圈7在接触式密封件的轴向外侧与丝杠1配合形成非接触式密封结构，对附于丝杠1表面的较大硬质污染物具有刮除能力，但对细小灰尘不起密封作用。在具有较大颗粒污染物的工况环境中，采用螺旋密封挡圈还可以允许适当减小接触式螺旋密封圈的轴向长度，从而降低密封滑动副的摩擦力矩。

弧形孔74会产生周向的调整量，在存在前述的轴向间隙Δ₃、Δ₄的条件下，通过弧形孔74能够调整轴向间隙的大小。在丝杠导程确定的前提下，轴向间隙Δ₃、Δ₄的最大调整量由弧形孔74的圆弧角度决定。

而对于径向间隙Δ₁、Δ₂，则基于螺钉与弧形孔74的配合，以及螺旋密封挡圈7与密封座5的配合确定。一般而言，弧形装配孔通常为光孔，且光孔孔径大于装配用螺钉大径，装配用螺钉与所适配的弧形装配孔间具有装配余量，同时，螺旋密封挡圈7的伸入密封座5内部分的外径小于密封座5的内径，即在第三作用面5b与第四作用面7d之间留有间隙，因此径向间隙Δ₁、Δ₂的大小可以调整。

图6所示的装配孔为弧形孔74，装配余量同样存在，即图中弧形孔74的宽度大于装配用螺钉的大径。基于机械设计标准和前述的径向间隙Δ₁、Δ₂的大小基本可以适配。如果容许的调整量较大，可以在机械设计标准的基础上加宽弧形孔74。

螺旋密封挡圈7的材料可选用QAL10-3-1.3铝青铜管材。

如图24、25所示，在密封座5的中心孔内具有螺旋槽51，其形状和螺距分别与螺旋密封圈6第三螺旋槽64的形状和螺距相同；密封座5的一端是法兰结构，在第二作用面5a上具有第三O形密封槽52和沿圆周分布的多个第四螺钉孔54。

在密封座5的背离螺母的一端具有至少三个沿周向分布的第五螺钉孔55，用于密封座5与螺旋密封挡圈7的固定连接。

在密封座的外圆柱面上开有多个沿周向分布的第三缺口56，第三缺口56在圆周方向上的位置及分布与第四螺钉孔54相同，用于容纳紧定螺钉10的螺钉帽以及方便紧定螺钉10的装配操作。第三缺口56的设置能够减小螺母2和密封座5连接端的径向尺寸。

如图26所示，螺旋密封圈6的第三螺旋槽64与密封座5的螺旋齿51相贴合，在一些实施例中可以采用胶黏结等方式固定联接；在螺旋密封圈6的远离螺母2的一端具有螺旋密封挡圈7，以用于螺旋密封圈6在该端的限位，相应地，螺旋密封圈6的端面与螺旋密封挡圈7相接触。

在有效密封范围内，螺旋密封圈6的内螺纹与丝杠1的外螺纹完全贴合，并且螺旋密封圈6的外螺纹与密封座5的内螺纹完全贴合，从而可以防止圆锥滚子丝杠副内部的润滑剂从密封座5与丝杠1之间泄漏，同时可以防止外部的灰尘等异物从密封座5与丝杠1之间进入圆锥滚子丝杠副内部。螺旋密封圈6在丝杠1轴向上的有效密封长度根据圆锥滚子丝杠的使用要求确定。当要求圆锥滚子丝杠具备较低的摩擦力矩时，可适当减小螺旋密封圈6的有效密封长度，但最小不宜小于其螺纹导程的0.2倍，当要求提高圆锥丝杠的密封效果时，可适当增大螺旋密封圈6的有效密封长度，但最大不宜大于其螺纹导程的2.0倍。

如图27、28所示，在螺母2的端部具有：1）固定密封座5的法兰，在第一作用面2a上具有第一O形密封槽22和沿圆周分布的多个第一螺钉孔21；2）固定反向器4的第一缺口23和第二螺钉孔24、25。第一作用面2a与密封座第二作用面5a相配合；密封槽22与密封座5上的第三O形密封槽52相配合，用于容纳O形密封圈8；第一缺口23的侧面为楔形面2b，用于实现反向器4在螺母2上的轴向定位；在第一缺口23的底部具有第一密封槽26，用于放置反向器4与螺母2之间的密封垫11。

如图29、30、31所示，在反向器4的内侧具有引导圆锥滚子3反向的反向引导作用面4a；在反向器4的一侧具有定位面4b，定位面4b与螺母2上的楔形面2b相配合，以实现反向器4的轴向定位；在反向器4的端面上具有第二O形密封槽41和两个第三螺钉孔42、43，第二O形密封槽41用于放置O形密封圈8，以实现反向器4与密封座5之间的密封，两个第三螺钉孔42、43用于实现反向器4在螺母2的固定；在反向器4的底部具有第二密封槽44，用于放置密封垫11，以实现反向器4与螺母2之间的密封。

如图32所示，密封垫11与第二密封槽44、第一密封槽26的形状及尺寸相匹配。

如图33所示，反向器4固定于螺母2端部的第一缺口23内。

如图34所示，螺旋密封挡圈7通过多个沿圆周方向分布的紧定螺钉9固定在密封座5的端部；密封座5通过多个沿圆周方向分布的紧定螺钉10将密封座5固定在螺母2的端部。

第三、四实施例：

如图35、36所示，分别记为第三、四实施例，其中，将第一、二实施例的螺旋密封挡圈7更换为普通的弹性挡圈，同时保留螺旋密封圈6及其接触式密封结构。因为弹性挡圈不具备密封功能，所以相比较于第一、二实施例，这两种实施方式降低了密封装置刮除粘附于丝杠表面的较大硬质颗粒污染物的能力，但是能够简化结构，适用于无较大硬质颗粒污染物的较洁净的工况环境。

本实用新型实施不限于上述四种方式，也包含其它能够实现其结构和功能的实施方式，例如在一根丝杠上成对安装两个螺母时，在两个螺母的远端分别配置一个密封总成的实施方式。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本实用新型的各种变形和改进，均应扩如本实用新型权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (13)

1.一种密封结构，用于圆锥滚子丝杠副的密封，其特征在于，在圆锥滚子丝杠副的螺母端部或螺母总成端部具有连接头；

提供与连接头固定连接的密封总成，该密封总成的内表面具有密封螺纹，该密封螺纹与圆锥滚子丝杠副的丝杠紧密旋合形成接触式密封滑动副；

其中，螺母总成是指两个螺母配对使用所形成的总成。

2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述密封总成为一体结构；或

密封总成包括：

密封座，该密封座为管套件，用于密封总成与螺母的连接；

螺旋密封圈，该螺旋密封圈为嵌入密封座管内的密封套，该密封套的内表面提供所述密封螺纹。

3.根据权利要求2所述的密封结构，其特征在于，螺旋密封圈与密封座间为过盈配合。

4.根据权利要求3所述的密封结构，其特征在于，密封座与螺旋密封圈间还具有：

密封座开有径向的紧定螺钉孔，以用于密封座与螺旋密封圈间的锁固；或：

密封座在背离螺母的一端设有挡圈，以用于螺旋密封圈在密封座轴向的限位。

5.根据权利要求4所述的密封结构，其特征在于，所述挡圈为弹簧挡圈；或：

挡圈构造为螺旋密封挡圈，该螺旋密封挡圈一端与密封座背离螺母的一端连接。

6.根据权利要求5所述的密封结构，其特征在于，螺旋密封挡圈具有与丝杠螺旋齿形状相同的螺旋槽，该螺旋槽与丝杠螺旋齿旋合并留有配合间隙，以用于形成非接触式的密封结构。

7.根据权利要求6所述的密封结构，其特征在于，螺旋密封挡圈与密封座间的连接结构为：

螺旋密封挡圈具有装配部和定位部，其中，装配部为具有内螺纹的端盖，且装配部上开有至少两个弧形装配孔；

定位部为自装配部向密封座所在侧延伸出的内螺纹套状体，套状体探入密封座，用于螺旋密封圈的轴向定位；

相应地，密封座的端部开有螺钉孔，提供螺钉，通过弧形装配孔将螺旋密封挡圈装配在密封座上。

8.根据权利要求7所述的密封结构，其特征在于，定位部外径小于密封座内径，以用于形成螺旋密封挡圈的径向调整间隙；

相应地，弧形装配孔为光孔，且弧形孔的宽度大于用于装配部装配的螺钉的大径。

9.根据权利要求2~8任一所述的密封结构，其特征在于，螺旋密封圈的外表面具有外螺纹；

相应地，密封座的内表面具有与所述外螺纹配合的内螺纹。

10.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，密封总成与螺母连接头连接的一端为台阶孔；

相应地，连接头具有台阶台肩，该台阶台肩与台阶孔间构成轴孔配合；

其中，密封总成在台阶孔处开有紧定螺钉孔；

提供与旋入紧定螺钉孔的紧定螺钉，用于密封总成与连接头间的锁固。

11.根据权利要求10所述的密封结构，其特征在于，台阶台肩与台阶孔的配合面至少设有一道密封圈。

12.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，密封螺纹的螺纹槽的形状与丝杠螺旋齿的形状相同。

13.一种具有权利要求1~12任一所述的密封结构的圆锥滚子丝杠副。